Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ

2499-9962

54650

МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY

МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Applying atomic force microscopy for work with the cell surface of Candida albicans

Исследование физико-химический свойств клеточной стенки CANDIDA ALBICANS методом атомно-силовой микроскопии

Филиппова

Е М

Filippova

E M

liza.filippova97@yandex.ru

Несвижский

Ю В

Nesvizhskiy

U V

Титов

С А

Titov

S A

Глухов

А И

Glukhov

A I

Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) ru Sechenov University (MSMU) ru

25 06 2021

6 2 340 345 20 06 2021 20 06 2021

https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54650/view

Candida - дрожжеподобный гриб, который играет заметную роль в развитии оппортунистических инфекций у иммунокомпрометированных людей. Однако микробиологичес-кая диагностика данного микроба, учитывая неуклонное расширение пула его лекарственно устойчивых штаммов, имеет определенные сложности. В этой связи целью настоящей работы явилась оценка возможности применения атомно-силовой микроскопии (АСМ) как средства микробиологической диагностики грибов рода Candida. В ходе исследования методом АСМ было проведено сканирование поверхности коллекционного штамма Candida albicans и сняты кривые взаимодействия биоорганических структур клеточной стенки гриба со сканирующем устройством прибора. Сканирование и снятие кривых проводили в двух режимах работах микроскопа: контактном и полуконтактном, а также с использование трех сенсоров, отличающихся константой упругости: «мягкий» (константа упругости 0,03 Н/м), «средний» (3,5 Н/м) и «жесткий» (5,5 Н/м). В результате исследования был подобран оптимальный по константе упругости кантилевер и режим атомно-силовой микроскопии клеточной поверхности Candida albicans.

Candida albicans is a yeast-like fungus that lives on people's mucous membranes and skin and does not cause infections. However, it plays a role in the development of opportunistic infections in immunocompromised people. In this work, we would like to evaluate the possibility of studying the cell wall of C. albicans by atomic force microscopy, as well as compare the operating modes of the microscope and choose the most optimal one for working with the fungus. Atomic force microscopy is a powerful tool for evaluating surfaces, including the cell walls of biological objects. The microscope is capable of operating in different modes, but in this work we compared two of them: contact and semi-contact. These methods are the most popular for evaluating the surfaces of biological objects. Comparison of the modes was carried out on the C. albicans strain. The surface of the strain was scanned by atomic force microscopy, and the curves of the dependence of the sensor deviation from the distance to the object were recorded. Scanning and recording of curves were carried out in two modes of operation of the microscope: contact and semi-contact, as well as three sensors: soft, medium and hard. As a result of the study, the optimal sensor and mode for atomic-force microscopy were selected.

атомно-силовая микроскопия Candida albicans

Atomic-force microscope Candida Albicans

Lopes-Colombo A., Guimaraes T., Camargo L.F.A., Richtmann R. Brazilian guidelines for the management of candidiasis - a joint meeting report of three medical societies: Sociedade Brasileira de Infectologia, Sociedade Paulista de Infectologia and Sociedade Brasileira de Medicina Tropical. The Brazilian Journal of Infectious Diseases, 2013, vol. 17, iss. 3, pp. 283-312.

Аравийский Р.А., Климко Н.Н., Горшкова Г.И. Кандидозный сепсис. Диагностика микозов. @@Arabian R.A., Klimko N.N., Gorshkova G.I. Candidal sepsis. Diagnosis of mycoses. (In Russ.)

Araviyskiy R.A., Klimko N.N., Gorshkova G.I. Kandidoznyy sepsis. Diagnostika mikozov. @@Arabian R.A., Klimko N.N., Gorshkova G.I. Candidal sepsis. Diagnosis of mycoses. (In Russ.)

Gazzard B. Fungal infection of the gastrointestinal tract. Principles and Practice of Clinical Mycology, 1996, pp. 165-177.

Martha F. Mushi et al. High Oral Carriage of Non-albicans Candida spp. among HIV-infected individuals.International Journal of Infectious Diseases, 2016, vol. 49, pp. 185-188.

Воропаев А.Д., Екатеринчев Д.А., Воропаева В.А., Лиханская Е.И., Несвижский Ю.В. Мутации в гене ERG11 Candida albicans, выделенных у ВИЧ-инфицированных пациентов. Проблемы медицинской микологии, 2021, т. 23, № 2, c. 68. @@Voropaev A.D., Ekaterinchev D.A., Voropaeva V.A., Likhanskaya E.I., Nesvizhsky Yu.V. Mutations in the ERG11 gene of Candida albicans isolated from HIV-infected patients. Problems of medical mycology, 2021, vol. 23, no. 2, p. 68. (In Russ.)

Voropaev A.D., Ekaterinchev D.A., Voropaeva V.A., Lihanskaya E.I., Nesvizhskiy Yu.V. Mutacii v gene ERG11 Candida albicans, vydelennyh u VICh-inficirovannyh pacientov. Problemy medicinskoy mikologii, 2021, t. 23, № 2, c. 68. @@Voropaev A.D., Ekaterinchev D.A., Voropaeva V.A., Likhanskaya E.I., Nesvizhsky Yu.V. Mutations in the ERG11 gene of Candida albicans isolated from HIV-infected patients. Problems of medical mycology, 2021, vol. 23, no. 2, p. 68. (In Russ.)

Webb H.K., Truong V.K. et al. Physico-mechanical characterisation of cells using atomic force microscopy. Current research and methodologies. Journal of Microbiological Methods, 2011, vol. 86, pp. 131-139.

Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. М.: 1975, 295 с. @@Urbach V.Yu. Statistical analysis in biological and medical research. М.: 1975, 295 p. (In Russ.)

Urbah V.Yu. Statisticheskiy analiz v biologicheskih i medicinskih issledovaniyah. M.: 1975, 295 s. @@Urbach V.Yu. Statistical analysis in biological and medical research. M.: 1975, 295 p. (In Russ.)

Kasas S. et al., AFM contribution to unveil pro- and eukaryotic cell mechanical properties. Semin Cell Dev Biol, 2017, vol. 73, pp. 177-187.

Khatiwada D., Lamichhane S.K., A Brief overview of AFM Force distance spectroscopy. The Himalayan Physics, 2011, vol. 2, no. 2, pp. 80-83.

10.

Sofiane El-Kirat-Chatel et al. Nanoscale analysis of caspofungin-induced cell surface remodelling in Candida albicans. Nanoscale, 2013, vol. 5, no. 3, pp. 1105-1115.